Дайте мне точку опоры

Дайте мне точку опоры, и я подниму Землю

Работу выполнила: ученица 7б класса Удачина Дарья.

Каждый школьник знает, кому принадлежат эти знаменитые слова "Дайте мне точку опоры, и я подниму Землю", но далеко не каждому известно, с каким выдающимся изобретением они связаны. Укоренилось мнение, что это изречение относится к закону рычага. Однако достоверность такого вывода сомнительна. Правило рычага было сформулировано еще до Архимеда. Его описание встречается в сочинении «Механические проблемы», авторство которого приписывается философу Стратону из Лампсака, умершему, когда Архимеду было всего 8 лет.

• Что же тогда могло послужить великому ученому и инженеру древности поводом для восторга, вылившегося в крылатую, ставшую афоризмом, фразу? Первое напоминание о ней находят у Плутарха — знаменитого древнегреческого писателя, историка и философа. В составленной им биографии полководца Марка Марцелла говорится: «Архимед, между прочим, писал однажды своему родственнику и другу царю Гиерону, что данной силой можно поднять любую тяжесть. В юношески смелом доверии к силе своего доказательства он сказал, что, если бы у него была другая Земля, он перешел бы на нее и сдвинул с места нашу...

• Удивленный Гиерон стал просить Архимеда доказать свои слова и привести в движение какое-либо большое тело малой силой. Архимед, один из известных философов и математиков, приказал посадить на царскую грузовую триеру (так назывался античный корабль), с огромным трудом с помощью многих рук вытащенную на берег, большой экипаж, положить на нее обычный груз и, усевшись на некотором расстоянии, без всяких усилий, спокойно двигая рукой конец полиспаста, стал тянуть к себе триеру так тихо и ровно, как будто она плыла по морю».

• Такой ошеломляющий результат не мог не привести ученого в величайший восторг: «Дай мне место, где я мог бы стоять, и я подниму Землю», — писал об этом Папп Александрийский. В своем 8-томном «Математическом собрании» со ссылкой на Герона Александрийского он подробно описывает устройство, с помощью которого можно поднимать 25-тонный груз силой, равной 1,25 кН.

• Но вот, оказывается, каждый из нас может если уж не сдвинуть корабль, то, по крайней мере, удержать его на волнах, ничего не изобретая.

• Чудо, сотворенное Архимедом, ошеломило современников — ведь для передвижения по суше этого груза мускульной силой без применения каких-либо-механизмов потребовалось бы 1600 человек. Это чудо стало возможным с изобретением редуктора, в основу работы которого был положен открытый Архимедом принцип последовательного соединения передач. При последовательном соединении передач их передаточные отношения не складываются (как у полиспастов), а перемножаются.

Вспомните, например, как с подошедшего к пристани прогулочного теплохода бросают канат с широкой петлей на его конце, петлю набрасывают на причальную тумбу, а на корабле быстро накладывают восьмерками швартовый канат на отполированные до блеска кнехты (спаренная тумба на палубе судна, служащая для закрепления троса). И хотя один конец каната на корабле может оставаться незакрепленным, сила фения между канатом и кнехтами удерживает раскачивающийся на волне корабль. Иногда свободный конец каната придерживают ногой. прижимая его к палубе. Как-то даже не верится, что натяжение каната, создаваемое многотонной подвижной громадой, может быть скомпенсировано простым нажатием ноги.

Почему Архимед не смог бы поднять Землю?

«Дайте мне точку опоры, и я подниму Землю », заявил великий механик древности Архимед. Действительно, подобрав нужный рычаг, в теории, можно поднять груз любой тяжести. Однако в реальности дело обстоит сложнее. Так почему же авантюра великого учёного не могла увенчаться успехом?

Если бы Архимед знал, сколько весит наша планета, он, вероятно, был бы сдержанней в своих высказываниях. На сегодняшний день, масса Земли — величина известная и составляет 6×1024 кг. Допустим, что существует точка опоры и рычаг нужной длины. Если человек способен поднять 60 кг, то понадобился бы рычаг, длинное плечо которого больше короткого в 1023 раз. А теперь — простая арифметика. Чтобы поднять Землю на высоту в 1 см, противоположный конец рычага должен описать дугу длиной в 1018 км. Предположим, что Архимед способен поднять 60 кг на высоту 1 м за 1 с (работоспособность в целую лошадиную силу), тогда для подъёма Земли на 1 см ему потребовалось бы, ни много, ни мало, — 30 триллионов лет. Как известно, наша вселенная существует намного меньше — всего 16 миллиардов лет. Даже если учёный тянул бы рычаг со скоростью света, всё равно, ему пришлось бы непрерывно работать 10 миллионов лет.

Никогда не стоит забывать о золотом правиле механики, которое гласит, что любой выигрыш в силе приводит к потере в скорости и, следовательно, во времени. Если где-то что-то прибудет, то где-то обязательно убудет.